CN1210888A - 以废糖蜜为主要原料生产糖化酶的方法 - Google Patents

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陈国强
姚俊
陈金春
陈康妮
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Tsinghua University
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Tsinghua University
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Abstract

本发明属于工业微生物发酵工程技术领域。包括:以废糖蜜为主要碳源生长菌体;以玉米粉(淀粉)和少量豆饼粉为次要碳源或产酶诱导剂;少量豆饼粉以及NH4Cl同时作为主要氮源;玉米粉(淀粉)和豆饼粉等还可在发酵过程中分批加入,也可以NH4Cl完全替代豆饼粉和玉米浆作为氮源。本发明不但保持了上述技术的诸多优点,而且进一步减少玉米粉(淀粉)和豆饼粉的用量,使糖化酶的生产成本进一步下降。

Description

以废糖蜜为主要原料生产糖化酶的方法
本发明属于工业微生物发酵工程技术领域，特别涉及生产糖化酶的方法。
传统生产工业酶均以淀粉、豆饼粉、玉米粉等粮食作物为主要原料。经过发酵过程与分离纯化过程生产出淀粉酶、蛋白酶等工业酶。近年来，由于粮食作物价格不断上升，导致工业酶产品成本上涨。本申请发明人通过实验发现糖厂的副产品废糖蜜对生产工业酶的各种杆菌和莓菌有生长促进作用，用作生产工业酶的碳源，可大大减少淀粉、豆饼粉、玉米粉等粮食作用的用量，使生产工业酶的成本降低。
本专利申请人于96/7/12日申请了一项题为：“一种采用糖蜜为碳源生产工业酶的方法”(公开号CN 1145950A)，该特征在于所说的发酵过程包括：(1)以废糖蜜为主要碳源制成培养基溶液；(2)将产酶菌体加入所说的培养基溶液中培养产酶菌体；(3)当糖蜜中的糖分接近耗光时，再加入含有淀粉/蛋白物质的诱导剂诱导所说菌体分泌淀粉酶或蛋白酶，直至所说诱导剂消耗完或接近消耗完。
该发明的诱导剂为传统生产工业酶的原料，如：淀粉、豆饼粉、玉米粉等，其用量可降至作为碳源的废糖蜜的1/10以下。这样减少了昂贵的含淀粉或蛋白物质的用量，从而降低了生产成本。该发明的生产工业酶的工艺流程还可最大程度地利用糖厂原有的酒精发酵、蒸馏设备，对产品进行纯化分离，又可进一步降低成本。但该发明还有酶活形成速度慢、发酵时间长等不足之处。
接着，本专利申请人又于1998/1/23日申请了又一项题为：“采用废糖蜜为主要发酵原料生产工业酶的方法”(公开号：CN 1188804A)。该发明的特征包括：(1)以废糖蜜为主要碳源制成培养基溶液；(2)将产酶菌种接入所说的培养基溶液中培养产酶菌体；其特征在于所说的培养基溶液同时还包括以玉米粉和豆饼粉或乳糖作为次要碳源和产酶诱导剂。
该方法不但保持了第一项专利申请所述技术的诸多优点，而且使产酶提前，产酶速度提高，发酵时间缩短，使淀粉酶、蛋白酶和糖化酶的生产成本进一步下降。但该方法仍需用一定量的玉米粉和豆饼粉或乳糖作为次要碳源和产酶诱导剂。例如该申请案的实施例三生产糖化酶中菌种：    UV-11糖化酶生产菌培养基：糖蜜(含总糖21％)               4％
    玉米粉                         5％
    豆饼                           2％
发酵48小时后加入诱导剂：
  玉米粉                           2％
  豆饼粉                           0.4％灭菌之前用α-淀粉酶液化料液，自然pH发酵条件：温度32℃，风量0--20小时为0.2VVM,24小时后为0.6VVM，发酵周期约为100小时，最终酶活为6000U/ml。实施例二      生产糖化酶
菌种：    黑曲霉UV-11
培养基：
糖蜜(含总糖21％)                   8％
玉米粉                             2％
NH4Cl                             0.2％
消泡剂                             0.06％发酵72小时后加入诱导剂：
玉米粉                             1％
NH4Cl                             0.02％灭菌之前用α-淀粉酶液化料液，自然pH发酵条件：温度32℃，风量0--20小时为0.2VVM,24小时后为0.6VVM，发酵周期约为100小时，最终酶活为7000U/ml。实施例三用废糖蜜生产糖化酶菌种：    黑曲霉Tj-21
培养基：
糖蜜(含总糖21％)                   11％
淀粉                               4％
豆饼粉                             3％
玉米浆                             1％
硫酸铵                             0.5％
消泡剂                             0.06％
灭菌之前料液用α-淀粉酶液化，自然pH
发酵条件：温度34℃，风量0～24小时为0.2VVM,24小时后为0.6VVM，发酵周期约为100小时，最终酶活6500U/ml。
玉米浆                             1％
消泡剂                             0.06％
本发明的目的在于进一步对采用废糖蜜为主要发酵原料生产糖化酶的方法进行了改进，使本方法不但保持了上述技术的诸多优点，而且进一步减少玉米粉(淀粉)和豆饼粉的用量，使糖化酶的生产成本进一步下降。
本发明提出的采用废糖蜜为主要发酵原料生产糖化酶的方法，由发酵过程与分离纯化过程组成，所说的发酵过程包括以下步骤：1)以废糖蜜为主要碳源，以玉米粉(淀粉)和豆饼粉为次要碳源或产酶诱
导剂制成培养基溶液；；2)将产酶菌种接入所说的培养基溶液中培养产酶菌体；其特征在于所说的
培养基溶液包括：
废糖蜜为8％-12％玉米粉为2％-4％(淀粉3％-5％)豆饼粉为0％-1.5％(当生产菌种为TJ-21时，豆饼粉为2％-4％)本发明所说的玉米粉(淀粉)和豆饼粉等可在发酵一开始与废糖蜜同时作为碳源或诱导剂加入，也可在发酵到一定菌体浓度后加入。玉米粉(淀粉)和豆饼粉在发酵过程中可连续或间断加入诱导产生更多的酶。。本发明采用的产酶菌种为黑曲霉UV-11或黑曲霉Tj-21。
本发明的特点是针对UV-11和Tj-21两种菌种进一步开发了生产糖化酶的新方法。本发明人通过实验发现，用废糖蜜代替玉米粉(淀粉)、豆饼粉不但可作为主要碳源生产糖化酶，同时废糖蜜和NH4Cl还可为菌体生长提供部分氮源，由于进一步加大废糖蜜的用量及用一定量的NH4Cl，使昂贵的豆饼粉、玉米浆等用量减少大部分甚至完全不用。由于固体物料玉米粉(淀粉)、豆饼粉的用量减少，下游的板框、超滤浓缩等工艺操作都容易得多了。从而降低了生产成本。同时，豆饼粉用量的减少甚至不用，减轻或消除了发酵后产品可能产生的臭味，提高了产品的质量。
本发明的其他工艺与生产糖化酶的传统工艺完全一样。实施例一用废糖蜜生产糖化酶：
菌种：    黑曲霉UV-11
培养基：
糖蜜                        12％
玉米粉                      1％
NH4Cl                      0.3％
豆饼粉                      1.5％
Na2HPO4                   1％

Claims (5)

1．一种采用废糖蜜为主要发酵原料生产糖化酶的方法，由发酵过程与分离纯化过程组成，所说的发酵过程包括以下步骤：1)以废糖蜜为主要碳源，以玉米粉和豆饼粉为次要碳源或产酶诱导剂制成培养基溶液；；2)将产酶菌种接入所说的培养基溶液中培养产酶菌体；其特征在于所说的培养基溶液包括：
废糖蜜为8％-12％
玉米粉为2％-4％
豆饼粉为0％-1.5％
NH4Cl为0％-0.3％。
所说的产酶菌种为黑曲霉UV-1l。
2、一种采用废糖蜜为主要发酵原料生产糖化酶的方法，由发酵过程与分离纯化过程组成，所说的发酵过程包括以下步骤：
1)以废糖蜜为主要碳源，以淀粉和豆饼粉为次要碳源或产酶诱导剂制成培养基溶液；
2)将产酶菌种接入所说的培养基溶液中培养产酶菌体；其特征在于所说的培养基溶液包括：
废糖蜜为8％-12％
淀粉为3％-5％
豆饼粉为2％-4％
NH4Cl为0％-0.3％。
所说的产酶菌种黑曲霉Tj-21。
3．如权利要求l或2所述的生产糖化酶的方法，其特征在于，所说的玉米粉/淀粉和豆饼粉在发酵一开始与废糖蜜同时作为碳源或诱导剂加入。
4．如权利要求l或2所述的生产糖化酶的方法，其特征在于，所说的玉米粉/淀粉和豆饼粉在发酵到一定菌体浓度后加入。
5．如权利要求3所述的生产糖化酶的方法，其特征在于，所说的玉米粉/淀粉和豆饼粉在发酵过程中可连续或间断加入。
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